纳米颗粒携带抑制剂可以触发免疫系统，战胜脑癌

密西根大学罗格尔癌症中心的科学家们发现了一种小分子，这种分子阻断了脑肿瘤的一个关键通路，他们对此感到乐观。但有一个问题:如何让抑制剂通过血流进入大脑，到达肿瘤。

在与多个实验室的合作中，研究小组制造了一种纳米颗粒来包含抑制剂，结果甚至比预期的要好。

纳米颗粒不仅将抑制剂传递到小鼠模型的肿瘤中，在小鼠模型中，药物成功地打开了免疫系统以消除癌症，但这一过程触发了免疫记忆，因此再次出现的肿瘤也被消除——这表明这种潜在的新方法不仅可以治疗脑肿瘤，还可以预防或延缓肿瘤的复发。

“没有人能把这种分子带入大脑。这真的是一个巨大的里程碑。在过去的30年里，神经胶质瘤患者的治疗结果并没有得到改善，”Maria G. Castro博士，密歇根医学院R.C. Schneider大学神经外科教授说。卡斯特罗是发表在《ACS Nano》杂志上的这项研究的资深作者。

该研究的作者佩德罗·r·洛温斯坦(pedro R. Lowenstein)是密歇根医学院神经外科学院教授，医学博士、理查德·c·施耐德(Richard C. Schneider)，他说:“尽管许多癌症类型的存活率都有所提高，但胶质瘤仍然具有顽固的挑战性，只有5%的患者在确诊后能活5年。”

胶质瘤通常对传统疗法有耐药性，肿瘤内部的环境抑制了免疫系统，使得新的基于免疫的疗法无效。再加上通过血脑屏障的挑战，对这些肿瘤进行有效治疗就变得更加困难。

卡斯特罗-洛温斯坦实验室看到了机会。小分子抑制剂AMD3100被开发用来阻止CXCR12的作用，CXCR12是一种由胶质瘤细胞释放的细胞因子，它在免疫系统周围建立了一个盾牌，防止它攻击入侵的肿瘤。研究人员在胶质瘤小鼠模型中发现，AMD3100阻止CXCR12与免疫抑制的髓样细胞结合。通过解除这些细胞的武装，免疫系统可以保持完整并攻击肿瘤细胞。

但是AMD3100很难到达肿瘤。药物不能很好地通过血液循环，也不能通过血脑屏障，这是药物进入大脑的关键问题。

Castro-Lowenstein实验室与Joerg Lahann博士、Wolfgang pauli密歇根大学工程学院化学工程教授合作，创造了以蛋白质为基础的纳米颗粒来封装抑制剂，希望能帮助它通过血液。

卡斯特罗还联系了医学博士Anuska V. Andjelkovic，他是密歇根医学院的病理学教授和神经外科研究教授，主要研究血脑屏障。他们注意到胶质瘤肿瘤会产生异常的血管，干扰正常的血液流动。

研究人员将装有amd3100的纳米颗粒注射到患有神经胶质瘤的小鼠体内。纳米颗粒的表面含有一种肽，这种肽与一种主要存在于脑肿瘤细胞上的蛋白质相结合。当纳米颗粒通过血液流向肿瘤时，它们释放出AMD3100，可以恢复血管的完整性。然后这些纳米颗粒就可以到达靶点，在那里释放药物，从而阻止免疫抑制骨髓细胞进入肿瘤团块。这使得免疫细胞能够杀死肿瘤并延缓其进展。

“如果你没有血液流动，什么都达不到你的目标。这就是肿瘤如此聪明的原因。但是AMD3100修复了导管，这使得纳米颗粒能够到达肿瘤。”卡斯特罗说。

对小鼠和患者细胞系的进一步研究表明，将AMD3100纳米颗粒与放疗相结合，其效果优于单独使用纳米颗粒或放疗。

在肿瘤被消除的小鼠中，研究人员模拟肿瘤复发，重新植入肿瘤。在没有任何额外治疗的情况下，60%的老鼠仍然没有癌症。这表明，就像疫苗一样，AMD3100创造了免疫记忆，使免疫系统能够识别并摧毁重新引入的细胞。卡斯特罗说，虽然它防止了老鼠的复发，但至少对延缓人类的复发是个好兆头。

“每一个神经胶质瘤反复出现。对于胶质瘤治疗来说，拥有这种免疫记忆是非常重要的，”卡斯特罗说。

最初的测试显示，治疗后老鼠的肝脏、肾脏或心脏功能以及正常的血液计数几乎没有影响。这种纳米颗粒的碱基与之前在人体上测试过的并证明是安全的纳米颗粒相似。在进行临床试验之前，需要进行额外的安全性测试。